人教版九年级物理第21章信息的传递PPT教学课件

第二十一章信息的传递第1节现代顺风耳——电话1.从古到今人们是怎样传递信息的？古代方法有：狼烟报警、飞鸽传书、快马传书、水兵旗语等现代方法有：电话、电视、电脑、传真等

你参加了某个作文比赛得了二等奖，得知可以免费参加“准东一日游”.你想立即把这个好消息告诉在外地出差的爸爸，你会怎么做呢？引入

准备明天去准东游玩了，但不知道天气如何.你会怎样解决这个问题？

贝尔发明电话的故事

如今，电话走进了千家万户，你知道电话是谁发明的吗？

贝尔，就是发明电话的人。他1847年生于英国，年轻时跟父亲从事聋哑人的教学工作，曾想制造一种让聋哑人用眼睛看到声音的机器.

贝尔

1873年，成为美国波士顿大学教授的贝尔，开始研究在同一线路上传送许多电报的装置——多工电报，并萌发了利用电流把人的说话声传向远方的念头，使远隔千山万水的人能如同面对面的交谈.于是，贝尔开始了电话的研究.

那是1875年6月2日，贝尔和他的助手华生分别在两个房间里试验多工电报机，一个偶然发生的事故启发了贝尔.华生房间里的电报机上有一个弹簧粘到磁铁上了，华生拉开弹簧时，弹簧发生了振动.与此同时，贝尔惊奇地发现自己房间里电报机上的弹簧颤动起来，还发出了声音，是电流把振动从一个房间传到另一个房间.

贝尔的思路顿时大开，他由此想到：如果人对着一块铁片说话，声音将引起铁片振动；若在铁片后面放上一块电磁铁的话，铁片的振动势必在电磁铁线圈中产生时大时小的电流.这个波动电流沿电线传向远处，远处的类似装置上不就会发生同样的振动，发出同样的声音吗？这样声音就沿电线传到远方去了.这不就是梦寐以求的电话吗！

贝尔和华生按新的设想制成了电话机.在一次实验中，一滴硫酸溅到贝尔的腿上，疼得他直叫喊：“华生先生，我需要你，请到我这里来！”这句话由电话机经电线传到华生的耳朵里，电话成功了！1876年3月7日，贝尔成为电话发明的专利人.

贝尔一生获得过18种专利，与他人合作获得12种专利.他设想将电话线埋入地下，或悬架在空中，用它连接到住宅、乡村、工厂……这样，任何地方都能直接通电话.今天，贝尔的设想早已成为现实.一、现代顺风耳——电话

听筒话筒永磁体、线圈薄铁膜片碳粒膜片金属盒产生变化的电流——把信息传到远方声波声波。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。声波信号电流将电信号变成了声信号

1、电话的构造和原理(老式)电话话筒听筒：金属盒、碳粒、膜片：永磁体、线圈、薄铁膜片——把声信号变成电信号——把电信号还原成声信号→电流把信息传到远方2、电话的原理说话时声带振动而发出声音→引起介质空气振动传播声音→空气振动而引起话筒内碳精盘内碳粒忽松忽紧→导致电路中电阻忽大、忽小→引起电路中电流忽大、忽小→从而引起膜片内的振动而发声.声音使介质空气振动传播→空气振动引起耳膜振动→听到说话人的声音.

想想议议：怎样才能减少电话线的数量？一共需要对电话线；10一共需要对电话线。5交换机ABCDEEABCD早期的人工电话交换机。它能为50家电话用户提供服务二、电话交换机程控交换机

交换机的发展

使用电话交换机的好处是提高线路的利用率。电子计算机程序控制

电话交换机（发展史）手工操作自动控制电磁继电器控制——话务员普

通

电

话无绳电话移动电话

——手机可

视

电

话3.我们在打电话时经常遇到“占线”因为什么原因而引起的呢?

对方没扣好；

对方正在通话；电话机交换机忙；反馈练习1．最简单的电话主要是由______和______组成的。话筒的作用是把______信号变成______信号．听筒的作用是把_____信号变成______信号。2．电话的听筒主要应用了电流的()A．热效应B．磁效应C．化学效应D．以上说法都不正确话筒听筒声电电声B三、模拟信号和数字信号１、电话分为模拟和数字两种。２、模拟信号：话筒将声音转乘新号电流，这种信号电流的频率、振幅变化的情况跟声音的频率振幅变化的情况完全一样，“模仿”着声信号的“一举一动”这种电流传递的信号叫做模拟信号。３、数字信号：用不同符号的不同组合表示的信号叫做数字信号。

数字信号抗干扰能力强、无噪声积累、便于存储、处理和交换等优点，所以各国都在积极发展数字通信。

活动——

数字通信是一种既现代又古老的通信方式，请同学们分组设计一种数字通信的方法，进行信息传递的游戏。下表的字用两个数字来表示，用数据写一句话。1、最简单的电话是由

和

组成。２、话筒是将

信号变成

信号，听筒是将

信号变成

信号。

练习

话筒听筒声电电声３、电话机的工作原理：话筒把＿

变成＿＿沿着导线把信息传到远方．听筒把＿＿变成＿＿。4、１８７６年由下列哪位科学家发明了电话（）Ａ.莫尔斯Ｂ.爱迪生Ｃ.伏打Ｄ.贝尔声音变化的电流变化的电流声音D

5、１８７６年由下列哪位科学家发明了电话（）Ａ.莫尔斯Ｂ.爱迪生Ｃ.伏打Ｄ.贝尔D第二十一章信息的传递第2节电磁波的海洋固定电话之间有电话线连接着，信息是由电流通过电话线传递的移动电话之间没有电话线连接，它是靠什么传递信息的？一、电磁波的产生导线中电流迅速的变化会在空间激起电磁波广播电台、电视台及移动电话都能发射电磁波这些电磁波就是靠它们里面复杂的电子线路产生迅速变化的电流而产生的电磁波的存在当导体或电路中的某处有迅速变化的电流时，在该处就会产生一种电磁振荡，在周围空间就会产生向外传播的电磁波.木杆的上下振动,通过水使振动向外传播形成水波水波、声波、电磁波

振动源波的形成水波水面的上下振动通过水使振动向外传播形成水波声波发声体的往复振动通过空气振动向外传播形成声波电磁波导体中有方向、大小迅速变化的电流通过电磁波向外传播二、电磁波的传播声音的传播需要介质，真空不能传声；而光的传播不需要介质，在真空中能够传播你认为：电磁波的传播是否需要介质？能举例证明你的观点吗？电磁波的传播跟光一样，不需要介质，可以在真空中传播，且向各个方向电磁波的传播速度等于光速，在真空中是C=3×108m/s=3×105km/s[联想]：由电磁波传播的速度等于光速你能得到什么猜想？光就是一种电磁波！电磁波的波形图波峰波谷两个波峰（或波谷）之间的距离叫波长，用字母λ表示，单位：m导体内每秒电流变化的次数叫频率，用字母f表示，单位：Hz

不同频率（或不同波长）的电磁波的传播速度都相同频率大的电磁波的波长短波速、波长、频率波速、波长、频率波速、波长、频率三者的关系是：c=λf

C：波速，真空或空气中为3×108m/sλ：波长，单位：mf

：频率，单位：Hz电磁波与我们的生活电磁波的家族电磁波是一个大家族，其波谱图包括了102～10-10m波长范围。无线电波：频率为数百千赫至数百兆赫这一频段的电磁波。光(可见光)也是一种电磁波。电磁波谱图：四、无线电波的划分及应用波段波长频率主要用途长波3×104～3×103m10～102kHz超远程通信中波3×103～2×102m102～1.5×103kHz无线电广播电报中短波2×102～50m1.5×103～6×103kHz短波50～10m6×103～30×103kHz微波10～10-3m3×104～3×108kHz电视、宇航通信电视台通过电磁波，将精彩的电视节目展现给我们。电视机电磁波与我们的生活电磁波与我们的生活手机即能发射也能接收电磁波电磁波与我们的生活雷达靠发射和接收电磁波定位电磁波与我们的生活卫星、宇宙飞船和地面间的联系也是靠电磁波电磁波与我们的生活微波炉是利用电磁波来加热食品的微波炉可产生很强的电磁波（微波），食物的分子在微波的作用下剧烈振动，使得内能增加，温度升高微波炉中不能使用金属容器，因为微波能在金属中产生强大电流，会损坏微波炉微波炉微波炉的外壳是金属壳，炉门的玻璃上有金属网，因为金属网有对电磁波屏蔽作用，可以保证电磁波的泄露不会超过允许值歼-20战斗机歼-20战斗机是我国第五代战斗机，它的特点之一是具有“隐形”功能，雷达不能发现它你知道它的形状和材料有什么特征吗？形状特征：能将雷达发射来的电磁波反射到其它方向材料特征：能吸收电磁波，减少对电磁波的反射这节课你学到了哪些知识？有什么收获？想一想4、用于广播、电视和移动电话的电磁波是数百千赫至数百兆赫的那一部分，叫做

。电磁波无线电波真空电磁波3×10m/s81、我国是世界上移动电话----手机用户最多的国家，手机间是通过

传递信息的。2、电磁波的传播不需要介质，能在

中传播。光波也是

的一种。3、电磁波的传播速度和光速一样，都是

。课堂练习5、有关电磁波，以下说法正确的是()A.电磁波不能在真空中传播B.电磁波在空气中传播速度为340m/sC.光波不属于电磁波D.手机通信时利用电磁波来传递信息D1、当导线中有大小或方向

的电流时，在它周围空间就会产生电磁波。

2、真空中电磁波传播的速度为

，这是宇宙间物质运动的最快速度，这个速度有一个专用符号C。电磁波的波长λ、频率ƒ和速度之间有如下定量关系

，从中可以看出，如果电磁波的频率越高，它的波长就越

。迅速变化3×10m/s8课堂检测C=λƒ短3、在短波、中波和长波这三种电磁波中，在真空中传播速度最快的是（）

A、短波B、中波C、长波

D、一样快

4、在短波、中波和长波这三种电磁波中频率最大的是（）

A、短波B、中波

C、长波D、一样大DA5、下列家用电器和通讯设备中，不是利用电磁波工作的是()A、电视机B、电冰箱C、手机D、收音机B第二十一章信息的传递第3节广播、电视和移动通信 在信息技术高速发展的今天，电磁波对我们来说越来越重要，广播、电视要利用电磁波，无线电通信要利用电磁波，航空、航天中的自动控制和通信联系都要利用电磁波……姚明正在打电话！收音机内的接收装置就是一个简单的调谐电路移动电话

一、电磁波传递声音和图像信号的原理电磁波传递声音和图像信号就象鸽子送信一样.先将信号载在电磁波上，再把载有信号的电磁波发射出去，到达接收处设法从电磁波上把信号检出来.二、电磁波的发射过程1.由高频振荡器产生高频振荡电流

2.把要传递的声音和图像信号变成电流信号(电信号)

二、电磁波的发射过程

3.将振荡器产生的高频振荡电流和声音、图像的信号电流一同输入到调制器中，使高频振荡电流随着传递的声音图像信号发生相应的变化，再把这样的高频振荡电流送到发射天线，发射的电磁波就带有要传递的声音图像信号了.即所谓的将要传递的信号“加”到电磁波上.把带有信号的电磁波发射出去.

电磁波的发射过程发射天线高频振荡器产生高频振荡电流

信号发射机房声音信号图像信号发射天线三、无线电接收过程1.用天线接收电磁波.

2.用调谐器即收音机或电视机中选台的电路选出所需要的电信号.

3.让高频振荡电流经过检波器，就能将要传递的声音信号和图像信号从高频振荡电流中“检”出.把声音信号和图象信号分别送到扬声器和电视机，就能听到声音和看到图像.无线电接收过程彩塔接收天线电报大楼上的接收天线四、移动电话

舰载卫星通信系统车载数字新闻通信车1.无线电广播的发射过程是:在广播电台话筒把播音员的________转换成________,然后用调制器把音频电信号加载到__________(载波)上,再通过天线发射出去;无线电广播的接收过程是:收音机的天线接收到各种各样的________.转动收音机调谐器的旋钮,可以从中选出________的信号.收音机内的电子电路再把________从中取出来,放大后送到扬声器里转换成________,我们就听到广播了.练习声音信号电信号高频电磁波电磁波特定频率音频信号声音2.发课外活动时间，有几位同学讨论无线电广播和电视信号的接收、射时，有以下几种说法，你认为正确的是(C)A.无线电广播是光、电信号之间的相互转换B.电视信号的接收或发射是声、电信号之间的转换C.无论是无线电广播还是电视都是光、电信号的转换D.无论是无线电广播还是电视都有声、电信号的转换第二十一章信息的传递第4节越来越宽的信息之路5分钟内，放电影比讲故事所包含的信息量更多。相同时间内，电视广播比电台广播能传递更多的信息。信息理论表明：作为载体的电磁波，频率越高，相同时间内传输的信息就越多。一.微波通信二.卫星通信三.光纤通信四.网络通信自主学习一.微波通信阅读课本回答问题：（比一比，看谁找的快）１．为什么要用微波通信？２.微波的波长范围和频率范围是多少?３.微波有有什么性质?４．微波中继站的作用是什么?５.微波中继站的建立在距离上有什么要求?６.能不能用地球的天然卫星---月球作为一个中继站呢?１．为什么要用微波通信？信息理论表明:电磁波频率越高，相同时间内可以传递的信息就越多．而微波比中波、短波、的频率更高，一定时间内可以传递更多的信息。２.微波的波长范围和频率范围是多少?微波的波长在10m—1mm之间,频率在30MHZ——3x105MHZ之间.微波的性质更接近光波:大致沿直线传播.３.微波有什么性质?发射接收微波中继通信微波大致沿直线传播，中继站可以把上一站传来的微波信号经过接收、放大处理后，再发射到下一站去，这就像接力赛跑一样，一站传一站，经过很多中继站可以把信息传递到远方。４．微波中继站的作用是什么?发射接收发射接收微波中继站每隔50千米左右建立一个中继站,上一站传来的信号就可以传递下去５.微波中继站的建立在距离上有什么要求?6．微波通信的优缺点：优点：微波通信的频率高,传播信息容量大,且中继站用计算机监督控制.出现故障时能自动倒换,自动报警,节约了人力资源。缺点：微波传送距离越远,需要建立的中继站就越多,势必会带来一定的麻烦.而且在遇到雪山、大洋，要本无法建立中继站。1.卫星的作用是什么?2.全世界的人们可以立刻看到某一现场画面,需要几颗卫星作中继站?3.在自己家看到的很多电视节目,哪些是通过卫星传递的?二、卫星通信卫星接收器

通信卫星通信卫星——中继站地球同步通信卫星地球同步通信卫星同步卫星绕地球转动的周期和地球自转的周期一样用三颗同步卫星就可以实现全球通信三、光纤通信1.激光的特点频率单一、方向高度集中。平行度好。能量高。2.激光在光导纤维里传播依据了什么科学原理?

全反射3.光导纤维:激光用于实际通信的一种特殊管道，它是很细很细的玻璃丝.普通光优点—容量大。容量是微波的百万倍、千万倍缺陷—难以携带信息。夹杂许多不同波长（频率）的光。激光—频率单一，方向高度集中光导纤维光在光导纤维中传输，损耗小，可长距离传输，光纤通信容量极大，不怕雷击，不受电磁干扰，通信质量高，保密性好．4.光纤通信的优势光在光导纤维中传输损耗小,可长距离传输.光纤通信,通信容量大,不怕雷击，不受电磁干扰，通信质量高,保密性好.1.电子邮件是怎样传播的?